Вдосконалення системи контролю за поздовжніми напруженями в рейкових плітях безстикової колії
eaDNURT - the electronic archive of the Dnepropetrovsk National University of Railway Transport
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Вдосконалення системи контролю за поздовжніми напруженями в рейкових плітях безстикової колії
Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук. Спеціальність 05.22.06 – залізнична колія |
|
| Creator |
Арбузов, Максим Анатолійович
Арбузов, Максим Анатольевич Arbuzov, Maksym A. |
|
| Subject |
безстикова колія
рейкова пліть поздовжні напруження контроль нейтральна температура магнітопружний датчик прилад бесстыковый путь рельсовая плеть продольные напряжения нейтральная температура магнитоупругий датчик прибор long welded track long welded rails longitudinal stress the control neutral temperature the gauge of magnetic elasticity the device |
|
| Description |
Арбузов, М.А. Вдосконалення системи контролю за поздовжніми напруженями в рейкових плітях безстикової колії : автореф. к. т. н. : 05.22.06 / М. А. Арбузов, 2010.
UK: АНОТАЦІЯ Арбузов М.А. Вдосконалення системи контролю за поздовжніми напруженнями в рейкових плітях безстикової колії. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.06 – залізнична колія, Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2010. Дисертація присвячена вдосконаленню системи контролю за температурно-напруженим станом рейкових плітей безстикової колії шляхом впровадження магнітного методу вимірювання поздовжніх механічних напружень. Виконано аналіз різних методів вимірювання механічних напружень та проведено комплексну оцінку щодо їх застосування у вимірюванні сумарних напружень рейкових плітей безстикової колії. Встановлено, що магнітний метод являється перспективним методом контролю. Встановлено характер впливу механічних напружень, температури металу, загартованості металу, хімічного складу та напруженості магнітного поля на магнітні властивості рейкової сталі. На основі цього стало можливим не лише визначати, але й прогнозувати коефіцієнт пропорційності між відносною магнітною проникністю рейкової сталі та напруженням. Розроблено математичну просторову модель роботи безстикової колії, яка дозволила в дисертації встановити раціональні місця вимірювання сумарних поздовжніх напружень, розробити методику вимірювання механічних напружень та методику вимірювання нейтральної температури в рейкових плітях безстикової колії. Отримані теоретичні й практичні результати використано в розробці приладу для вимірювання нейтральної температури рейкових плітей. RU: АННОТАЦИЯ Арбузов М.А. Усовершенствование системы контроля за продольными напряжениями в рельсовых плетях бесстыкового пути. – Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальностии 05.22.06 – железнодорожный путь, Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, Днепропетровск, 2010. Диссертация посвящена усовершенствованию системы контроля за температурно-напряженным состоянием рельсовых плетей бесстыкового пути путем внедрения магнитного метода измерения продольных механических напряжений. Температурно-напряженный тип бесстыкового пути, который используется сейчас на железных дорогах Украины, требует постоянного контроля за продольно-напряженным состоянием рельсовых плетей. Мониторинг температуры и продольных напряжений плетей напрямую связан с безопасностью движения поездов и безопасностью выполнения ремонтных путевых работ. Сегодня на железных дорогах используют метод «маячных» шпал. Существующий метод не обеспечивает необходимую надежность и точность контроля, так как имеет целый ряд недостатков: возможность смещения «маячной» шпалы во время эксплуатации и ремонтов пути, перемещение «маячной» шпалы в балласте при угоне пути, отсутствие контроля остаточных напряжений от принудительного ввода плети в расчетный температурный интервал, что, главным образом, приводит к невозможности точного определения нейтральной температуры. На основе выполненного анализа различных методов измерения механических напряжений и комплексной их оценки в измерении суммарных напряжений рельсовых плетей бесстыкового пути установлено, что магнитный метод имеет преимущества по точности и надежности измерения напряжений. По результатам экспериментальных исследований было установлено, что на магнитные свойства рельсовой стали влияет закалка стали. Влияние отклонений в химическом составе рельсовой стали разных заводов-изготовителей отсутствует. Установлено, что температура одинаково воздействует как на закаленную рельсовую сталь, так и на незакаленную. Зависимость относительной магнитной проницаемости рельсовой стали от температуры металла прямолинейна. Зависимость относительной магнитной проницаемости от механических напряжений прямолинейна. Для разных экспериментальных стержней, которые изготовлены из рельсовой стали, коэффициенты пропорциональности между относительной магнитной проницаемостью и продольными механическими напряжениями разные, и не зависят от завода-изготовителя, или закалки. Но для каждого отдельного стержня для условий растяжения и сжатия они одинаковы. Разработан магнитный метод и сконструирован прибор для измерения механических напряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути. Измерительный прибор основан на магнитоупругом датчике трансформаторного типа, что способен различать напряжения сжатия и напряжений растяжения. При отсутствии напряжений, не зависимо от температуры рельсовой стали, прибор выдает нулевые показания. Индивидуальный коэффициент пропорциональности между относительной магнитной проницаемостью и продольными механическими напряжениями определяется путем двух измерений при разных температурах. В ходе комплексных исследований магнитных свойств рельсовой стали было установлено, что разные факторы влияния обуславливают одно и то же изменение магнитных свойств. Поэтому коэффициент пропорциональности между относительной магнитной проницаемостью рельсовой стали и механическими напряжениями, который ранее не поддавался прогнозированию, стало возможным определять через влияние такого фактора как напряженность магнитного поля. Разработан метод измерения механических напряжений без индивидуальной калибровки точек измерения, что дает возможность выполнять измерения в любой точке плети и в любое время суток. Для осуществления данного метода сконструирован прибор для измерения интенсивности изменения относительной магнитной проницаемости от изменения напряженности магнитного поля. Для определения нейтральной температуры рельсовой плети применен магнитный метод, который основан на экспериментально полученной аналитической зависимости между относительной магнитной проницаемостью рельсовой стали и основными факторами влияния: температурой и механическими напряжениями. Магнитный метод позволяет определять нейтральную температуру с учетом суммарных продольных напряжений непосредственно по характеристикам состояния металла рельсов. По поперечному сечению остаточные продольные механические напряжения от изготовления рельса различны по знаку, соизмеримы с напряжениями от воздействия колес подвижного состава и изменяются с пропущенным тоннажем. Эти напряжения суммарно по площади сечения уравновешиваются, но для измерений имеют существенное влияние. На основе пространственного моделирования распределения остаточных продольных напряжений по поперечному сечению рельса решена важная задача по нахождению рационального места измерения суммарных продольных напряжений. Напряженное состояние поверхностного слоя средины боковой части головки рельса совпадает с суммарным напряженным состоянием поперечного сечения. Продольные механические напряжения от изготовления рельса суммарно по площади сечения уравновешиваются, но образуют горизонтальные и вертикальные изгибающие моменты, влияние которых на устойчивость бесстыкового пути незначительно, и ими можно пренебречь. Разработана математическая пространственная модель работы бесстыкового пути, которая учитывает воздействие горизонтальных и вертикальных изгибающих моментов, учитывает изменение сил сопротивления горизонтальным перемещениям при появлении вертикальных перемещений, включает модель распределения температуры по поперечному сечению рельса и модель распределения внутренних продольных напряжений по сечению рельса. На основе пространственного моделирования и проведенных лабораторных и натурных исследований разработан и изготовлен прибор для определения нейтральной температуры и отклонения фактической температуры рельсовой плети от нейтральной температуры. EN: ANNOTATION Arbuzov M. Improvement of the monitoring system of the longitudinal stress in long welded rails. – Manuscript. Thesis for candidate degree of Technical Sciences, specialty 05.22.06. – "Railway Track". - Dnepropetrovsk National University of railway transport named after Academician V. Lazaryan. – Dnepropetrovsk, 2010. The analysis of various methods of measurement of mechanical stress has been executed. It has been established, that the magnetic method is a perspective quality monitoring. The degree of influence of mechanical stress, temperatures of metal, training of metal, a chemical compound and intensity of a magnetic field is experimentally established on magnetic properties of rail steel. Factor of proportionality between magnetic permeability of rail steel and a stress became possible not only to determine, but also to predict. The magnetic method is applied for definition of neutral temperature of long welded rails. The device for definition of neutral temperature is developed and made on the basis of laboratory researches of magnetic properties of rail steel. The mathematical spatial model of work long welded track is developed. This model takes into account influence of the horizontal and vertical bending moments, change of forces of resistance to horizontal moving at occurrence of vertical moving takes into account, the model of distribution of temperature on cross-section section of a rail and on section of a rail includes model of distribution of internal longitudinal stress. Places of measurement of total longitudinal stress are determined with the help of this spatial model. The technique of measurement of mechanical stress and a technique of measurement of neutral temperature in long welded rails is developed. Науковий керівник – доктор технічних наук, професор РИБКІН Віктор Васильович, Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна Міністерства транспорту та зв’язку України, професор, завідувач кафедри «Колія та колійне господарство». Офіційні опоненти: – доктор технічних наук, професор КУРГАН Микола Борисович, Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна Міністерства транспорту та зв’язку України, професор, завідувач кафедри «Проектування та будівництво доріг»; кандидат технічних наук, доцент ШРАМЕНКО Володимир Павлович, Українська державна академія залізничного транспорту Міністерства транспорту та зв’язку України, м. Харків, доцент, завідувач кафедри «Колія і колійне господарство». |
|
| Date |
2010-11-25T11:23:12Z
2010-11-25T11:23:12Z 2010 |
|
| Type |
Other
|
|
| Identifier |
УДК 625.14.3.482:658.011.22:536.5
http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/51 |
|
| Language |
uk_UA
|
|
| Publisher |
Дніпропетровськ: видавництво ДНУЗТ
|
|